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小模电重难点——场效应管

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发表于 2024-3-21 21:29:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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$ V' W1 ?' B& c
一节课认识一种器件,这个速度的确让很多同学招架不住,好在我们还可以课后加餐,睡前重温一下内容~~~
+ t' p1 ~% `& X% W

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' [, N" T$ ?/ ]& \1 V
Field Effect Transistor' W" G. o5 b4 {6 Q2 s, F9 \- F5 b
- U1 f7 i3 A' F& h( l8 e
7 O' ]# E9 f( U# o6 Q: ~
场效应管(Field Effect Transistor,FET)是一种利用电场效应控制电流的三端放大器件。它是电子领域的新宠,不仅具有体积小重量轻耗电省寿命长等特点,而且还有输入阻抗高噪声低抗辐射能力强制造工艺简单等优点。场效应管有两种类型,金属-氧化物-半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor FET,MOSFET)和结型场效应管(Junction FET,JFET)。其中MOSFET在大规模和超大规模集成电路占重要地位。也许在座的有些同学以后工作中会专门研究这个小东西呢。3 P8 P3 K; Z" x7 k- `  \! \
同样看一个科普视频,直观感受一下MOSFET的原理和应用(字幕中个别字有笔误哦)
- q) w$ G! a% ^( C& b5 t1 q* a) z/ B视频只作为科普,视频来源于网络$ L2 F4 R: U! G7 T+ [- E9 K
重点一     FET的分类
2 I1 m, w9 {: E6 `9 q% E' i+ a  ]7 c. {0 n5 }
  V; C* R; u1 s, v

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( h/ I4 ^; [- d6 O1 `JFET应用相对较少,因此咱们就不提了,单MOSFET来看,就有N沟道增强型MOSFETP沟道增强型MOSFETN沟道耗尽型MOSFETP沟道耗尽型MOSFET。我们学这四种也就够了7 K% b5 [7 I/ r- X$ x& D' U

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, G* j6 M5 \( [' e
' |7 [7 o2 f2 A) ]6 R4 }+ A- a
Field Effect Transistor
' h! E: \3 R+ R9 [7 c
) [7 z, Z$ n2 v5 J: N8 K# j  ^5 d% y+ a

& J/ A2 E) t* _& c% A) D; T4 Z重点二  N沟道增强型MOSFET的工作原理. T  I' D, M$ H: d  f
! v; L. D) U/ F. M5 x
4 e4 Y% f9 i, |
场效应管的工作原理和晶体三极管不同,BJT是基极电流控制集电极电流,但MOSFET的栅极是绝缘的,根本没电流,因此需要注意下面两个要点0 X! g- e( M9 D; ]
第一:需要从它名称出发:电场效应引起电流变化。要牢牢把握的是栅源之间的电压VGS漏源之间的电压VDS对输出电流ID(沟道)的影响: B; k/ o/ l# `8 Q) m
第二,增强型MOS管的结构特点是最开始没有导电沟道: A$ `3 B9 ?8 f$ @, E5 C

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4 J/ O* h6 {& V  mVGS对沟道的影响
9 P: K+ L6 ]! H- N7 kVGS=0时没有导电沟道,直到增加到形成沟道,这时的电压称为开启电压VT,即VGS=VT时,沟道形成,之后VGS越大,沟道越大
( k% e3 |, `! w, Y% p
, C% h1 r, c2 m" u9 c: E; mVDS对ID的影响  E4 t6 _( ]" M. K3 R/ y. H( r( k
漏源电压在MOS管有了导电沟道之后开始起作用。3 l  A5 A: R+ R* L/ q
VDS越大,ID越大,直到VDS=VGS-VT时出现预夹断;预夹断之后,也就是VDS>VGS-VT,VDS增大,ID基本不变Field Effect Transistor# ~0 K( o+ a1 d. ?! X
  t% p/ a) z7 z# Y$ F

9 w% ]' n1 Y- G$ O. T# o重点三  N沟道增强型MOS管的伏安特性曲线
: O  y* L: U7 W2 O* m1 I
7 [3 V; x, [8 ~$ u4 a+ ~5 K. _. c) w! r4 y9 E5 m# G0 G2 q

& B: F. q1 H8 D' F/ o6 f8 V' Y输出特性曲线$ G/ `' M3 e- k

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9 ~7 |, ?; q* t0 m, l

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+ o& F; L8 d' S
漏源电压用于区分可变电阻区和恒流区: n' K& P- n& k- i
0~(VGS-VT)之间是可变电阻区7 G3 b! Y6 I1 d9 @( D$ x; h+ [
大于(VGS-VT)是恒流区$ t: A' e  x: S1 W9 S8 B" J* z
5 B- Y- H+ j# B' o
转移特性曲线
) Y1 @  O; _7 [8 l# A( f

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$ f& _, Y/ N, Y* \
Q??: 为何FET不画输入特性曲线?* x7 ?9 v2 K- Q: L
A??:因为MOS管的输入电流,也就是栅极电流一直等于0
* o, X  U6 v% x* [! h* i) s6 E

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% v" ^9 j' ~  P) A6 o" X
栅源电压决定MOS管是否工作,9 z; j( B: l  P4 z
VGS,电流为零,导电沟道没有形成,管子截止
/ C' [2 P; Q+ X0 NVGS≥VT,有了导电沟道,漏源才导通0 }3 V- Z) S$ E4 `) T( y6 L9 Y2 I
Field Effect Transistor- A, T8 R3 {3 y" r% m" l  c! i

' x' c. w! R1 o! f3 n6 p
) s3 o6 \  a5 r$ o4 n
8 A/ g) X  E* H难点  四种场效应管的特性比较8 ?+ r& Z0 i7 E" _
) H0 Y) o/ N1 r! Y. M9 v
/ c8 w( A, w" c6 n' O0 i
注意:耗尽型MOS由于器件内存在原始导电沟道,所以不再需要通过VGS增大到形成导电沟道后,管子才工作,耗尽型管子在VGS=0时就可以工作。而由于开始就有导电沟道,如果VGS减小,沟道会减小,直至等于夹断电压VP时沟道消失。
' ~- H1 n( S( n" V0 y; D& N; q( T" k
5 W3 a6 w6 Y# b. T1 e( }& N1 eN沟道MOS管 正常工作要求VDS>0  i+ s% J) R9 L6 T( Y, ]* N. e

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- S; ]9 y/ T( w  f% r$ I& N

1 \; p: a/ Y' yP沟道MOS管 正常工作要求VDS
' G+ i: Q  ?' k! r. u1 ~) l; ^2 [

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6 s) X3 a: I: M- A
Q:上述四种MOSFET的输出特性曲线,怎么感觉都差不多呀,应该如何区分呢?# _: ]1 M, l; [/ n) z
A:先区分N沟道和P沟道) S& i, Q1 P4 F1 a
看VDS,
* U9 x  M; R/ s* s& u: h8 t0 X- T7 zVDS是正值为N沟道;VDS是负值为P沟道
5 G/ `4 z2 ?( G& [, G" }A: 后区分增强型和耗尽型+ i  Y; ~7 L1 Y, s! B+ N7 `
看输出特性曲线中是否有VGS=0的那条曲线/ P; f7 i2 R$ F, z( a5 s/ `* A
有VGS=0的曲线,为耗尽型
7 J5 h6 b# |, X3 b% y* @/ |无VGS=0的曲线,为增强型+ y% E" P# X8 X6 S
懂了吗?????????????
1 E; k* Y6 U6 C: z8 B现学现用,留言区里等着各位哦????????' [9 N; S* t" L  h6 O4 n3 L5 Q$ i) P

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1 A) w& A, z, x- ?
互动题& Y( U& [! k2 T
已知场效应管的输出特性曲线如下图所示,试判断场效应管的类型并确定夹断电压或开启电压的值。
, x0 U5 I% x2 v1 U. x% @1 h# [. g" d

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. h3 k$ u# s+ S. J. t
看看谁是第一个回答出来的(????)$ d, I! c/ J6 ]- d4 f0 l

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: s( X% }1 H" y: V2 u, C8 o· END·
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